《Frontiers in Immunology》：Delta-9-tetrahydrocannabinol alleviates inflammation by modulating immune responses in LPS-induced murine inflammation model
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Δ9-四氢大麻酚（Delta-9-tetrahydrocannabinol，THC）是 cannabis 的主要精神活性成分，已有研究报道其具有免疫调节作用，然而 THC 对复杂的固有免疫信号通路和炎症的影响仍未完全阐明。本研究在细胞模型和体内模型中探讨了 T
Δ9-四氢大麻酚（Delta-9-tetrahydrocannabinol，THC）是 cannabis 的主要精神活性成分，已有研究报道其具有免疫调节作用，然而 THC 对复杂的固有免疫信号通路和炎症的影响仍未完全阐明。本研究在细胞模型和体内模型中探讨了 THC 对脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）诱导炎症的免疫调节作用。研究人员整合了转录组学、细胞和体内方法，以表征 THC 对固有免疫激活的影响。在人 THP-1 单核细胞中，研究人员在存在或不存在 LPS 的条件下给予 THC 处理，随后进行转录组学和基因表达分析，以评估炎症、Ⅰ型干扰素（type I interferon）、未折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR）和自噬通路。通过在原代人单核细胞中评估免疫激活标志物，验证了上述发现。研究人员进一步在小鼠全身性炎症模型中评估了慢性 THC 暴露的影响，检测了脾脏髓系细胞和 T 细胞活化情况。对脑组织进行 RNA 测序，以评估 THC 对神经炎症和神经元通路的影响。结果显示，THC 在 THP-1 细胞中诱导了应激适应性的转录程序，其特征为 UPR 和自噬通路相关基因的上调。相反，THC 显著抑制了 LPS 诱导的Ⅰ型干扰素刺激基因（interferon-stimulated genes，ISGs）和促炎细胞因子（包括 IL-1β 和 TNF-α）的表达。在原代人单核细胞中，THC 显著降低了活化标志物 CD80、CD83 和 CD209 的表达。与这些发现一致，慢性 THC 暴露减弱了系统性炎症小鼠模型中脾脏髓系细胞和 T 细胞的活化。脑转录组分析进一步显示，THC 暴露后神经炎症通路表达降低，同时神经发生和突触可塑性相关通路富集。讨论部分表明，THC 发挥广泛的免疫调节作用，其特点是抑制炎症和Ⅰ型干扰素反应，同时促进细胞应激适应通路。这些效应在人单核细胞系、原代单核细胞以及体内外周免疫群体中均观察到，并且伴随脑内神经炎症信号减弱和神经元可塑性相关通路增加。综上所述，这些发现为 THC 的免疫调节作用提供了机制性见解，并支持进一步研究大麻素信号作为慢性炎症和神经免疫疾病潜在调节因子的可能性。
一、研究背景与目的
大麻在全球范围内广泛用于医疗和娱乐目的，2024年美国有超过4430万人在过去一个月内报告使用大麻。其主要生物活性成分中，精神活性成分Δ9-四氢大麻酚（Delta-9-tetrahydrocannabinol，THC）和非精神活性成分大麻二酚（cannabidiol，CBD）通过与内源性大麻素系统相互作用，发挥免疫调节、抗炎、镇痛、止吐和神经保护等作用。大麻素受体主要包括CB1和CB2两种G蛋白偶联受体，CB1主要表达于中枢神经系统及外周组织，而CB2主要表达于免疫细胞，参与调控炎症反应。
慢性炎症是众多疾病的共同病理特征，包括经典的炎症性疾病、代谢和心血管疾病，以及阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病。脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）作为细菌内毒素，可激活Toll样受体4（Toll-like receptor 4，TLR4），启动信号级联反应，诱导TNF-α和IL-1β等促炎细胞因子产生，进而引发全身性和神经炎症反应。LPS是研究病原体驱动炎症的成熟模型。已有证据表明大麻素可部分通过靶向TLR4介导的通路调节脑和外周的固有免疫信号，但THC对LPS诱导炎症反应的具体影响仍不明确。因此，该研究旨在通过转录组学、细胞学和体内模型，系统研究THC对LPS诱导炎症的免疫调节作用，探究THC是否通过将固有免疫信号重编程为应激适应性和低炎症状态，从而减轻全身及中枢神经系统的炎症反应。
二、研究内容与主要结论
研究人员将人THP-1单核细胞分为四组处理：对照组、THC处理组、LPS处理组、LPS与THC联合处理组，处理8小时后进行RNA测序（RNA-seq）。差异表达分析显示，THC单独处理显著影响多种代谢和自噬通路相关基因的表达，上调氧化/还原应激与铁死亡抵抗相关基因（如HMOX1、MT2A）、脂质代谢/PPARγ激活相关基因（PPARG、ACSL1）、内质网应激反应相关基因（HSPA5）、自噬和蛋白质稳态相关基因（SQSTM1、MAP1LC3B）。通路富集分析显示，THC单独处理主要富集于未折叠蛋白反应（UPR）、自噬/巨自噬及KEAP1-NFE2L2通路。在LPS刺激条件下，THC处理显著抑制Ⅰ型干扰素反应基因（如CXCL10、CXCL11、APOBEC3G、APOBEC3A）以及免疫调节分子CD209和CD274的表达，同时上调自噬和铁死亡相关基因。qPCR验证实验确认THC显著下调LPS诱导的Ⅰ型干扰素反应基因MX1、OAS1、IRF7及促炎细胞因子IL-1β、TNF-α的表达。
在原代人单核细胞实验中，研究人员首先进行剂量优化，选定50 ng/mL和200 ng/mL的THC浓度。人外周血单个核细胞（PBMCs）来自4名健康供者，用LPS加THC处理8天后，流式细胞术分析显示，THC显著降低CD11b+细胞上活化标志物CD80、CD83、CD209的表达，而T细胞活化未见明显变化。
在体内实验中，研究人员使用野生型免疫活性B6/129J小鼠，随机分为对照组、LPS组和THC+LPS组，每组3只。小鼠接受对照饮食或THC添加饮食（20 mg/kg/天）连续15天，第12天开始腹腔注射LPS（0.5 mg/kg）或对照连续3天。高效液相色谱（HPLC）检测血浆THC浓度为2.44 ng/mL，确认全身暴露。流式细胞术分析显示，THC显著降低LPS诱导的脾脏CD11b+髓系细胞CD80表达，以及CD3+ T细胞上CD38和CD69的表达，表明慢性THC暴露可减弱体内免疫活化。
脑组织RNA-seq分析显示，LPS处理显著上调大量炎症相关基因，而THC联合处理显著下调LPS诱导的炎症基因（如Cxcl9、Il1b、Il1a、Cx3cr1、Lbp、Ly86、Cd180），同时上调与神经发生、昼夜节律调节、突触可塑性和突触传递相关的基因。基因本体（GO）富集分析表明，THC下调的通路主要涉及对LPS的反应、免疫应答、对干扰素β的细胞反应等。qPCR验证六个代表性基因（Cxcl9、IL-1α、IL-1β、ISG15、MX1、OAS1a）的表达模式，结果与转录组数据一致。
三、关键技术与方法
该研究整合了多种关键技术方法。体外细胞模型使用人THP-1单核细胞系和原代人PBMCs（来自UCLA病毒学核心的4名健康供者）；体内模型使用雄性B6/129J小鼠，随机分成3组（n=3/组），分别给予对照饮食、THC添加饮食（20 mg/kg/天）和/或LPS腹腔注射（0.5 mg/kg）。主要技术包括：RNA测序（RNA-seq）用于转录组分析，使用Illumina NovaSeq平台，差异表达分析采用DESeq2（校正p<0.05，|log2FC|>1）；定量实时PCR（qPCR）验证关键基因表达；流式细胞术检测细胞表面活化标志物；高效液相色谱（HPLC）检测血浆THC浓度；基因功能富集分析采用Reactome和Gene Ontology（GO）通路分析。
四、结果详述
1. RNA-seq分析揭示THP-1细胞中LPS刺激在有无THC条件下的差异基因表达
研究人员对四种处理条件的THP-1细胞进行RNA-seq分析。差异表达分析识别出THC vs. 对照组7832个差异表达基因，LPS+THC vs. LPS组8050个差异表达基因。THC单独处理上调应激适应相关基因；LPS刺激下，THC抑制Ⅰ型干扰素反应基因和促炎细胞因子基因，同时上调自噬和铁死亡相关基因。Reactome通路富集分析显示，THC处理导致UPR、自噬和KEAP1-NFE2L2通路上调，而Ⅰ型干扰素信号、ISG15抗病毒机制和TLR级联反应被抑制。qPCR验证结果显示THC显著下调LPS诱导的MX1、OAS1、IRF7、IL-1β和TNF-α表达。
2. THC减弱原代单核细胞的活化
在4名健康供者来源的PBMCs中，THC（50 ng/mL和200 ng/mL）处理8天后，流式细胞术显示CD11b+细胞上的活化标志物CD80、CD83、CD209表达显著降低，而HLA-DR的变化不显著（原文图中显示但文字未提显著）；T细胞活化标志物未见改变。
3. 慢性THC暴露降低体内LPS诱导的免疫活化
在LPS诱导的全身炎症小鼠模型中，THC饮食喂养15天后，HPLC确认血浆THC平均浓度为2.44 ng/mL。流式细胞术分析显示，THC显著降低脾脏CD11b+髓系细胞上CD80的表达，以及CD3+ T细胞上CD38和CD69的表达，表明慢性THC暴露抑制了外周髓系和T细胞活化。
4. THC减弱脑组织中LPS诱导的神经炎症
对小鼠脑组织进行RNA-seq分析，比较LPS vs. Mock组发现1876个差异表达基因，LPS+THC vs. LPS组发现504个差异表达基因。THC联合处理显著下调LPS诱导的炎症基因（Cxcl9、Il1b等），并上调与神经发生、突触可塑性相关的基因。GO富集分析显示，下调基因显著富集于对LPS的反应、免疫应答、对干扰素β的反应等通路。qPCR验证六个代表性基因的表达趋势与转录组数据一致。
五、讨论与结论
研究结果表明，THC在人类单核细胞、原代单核细胞和体内外周免疫细胞中发挥广泛的免疫调节作用，抑制炎症和Ⅰ型干扰素反应，同时促进细胞应激适应通路。THC通过下调Ⅰ型干扰素刺激基因和共刺激分子，减弱单核细胞的活化和抗原呈递能力，进而影响T细胞活化。在脑组织中，THC抑制LPS诱导的神经炎症基因表达，同时促进神经发生和突触可塑性相关基因。这些发现为大麻素信号作为慢性炎症和神经免疫疾病潜在治疗靶点提供了机制依据。研究也存在局限性，如THP-1细胞不能完全反映原代单核细胞或组织驻留巨噬细胞的多样性，急性暴露模型不能涵盖真实世界大麻使用的多种剂量和持续时间，以及体内中枢效应涉及的细胞类型和受体机制尚需进一步明确。未来研究应利用原代人类细胞、慢性暴露模型和细胞类型特异性方法，深入阐明THC对固有免疫和神经免疫状态的调控作用。
